岡垣晶子

(日本氣象廳地震火山部地震海嘯防災對策室信息管理科)

引言

2012年10月1日，我們迎來了向社會公開提供緊急地震速報的第5個年頭。5年間，氣象廳共發(fā)布了129個地震的緊急地震速報(警報)。然而，并非每次發(fā)布的信息都是準確無誤的，特別是，當作為日本觀測史上最大地震的2011年東日本大地震發(fā)生之后，卻沒能根據(jù)這次地震晃動造成的觀測設施等方面的災害以及其后活躍的余震活動發(fā)布準確的緊急地震速報，這樣的事例曾經屢次發(fā)生。本文將介紹氣象廳針對這些課題以及所采取的研究對策情況。

1 課題

1.1 發(fā)生大范圍的觀測點故障(失測)

東日本大地震主震發(fā)生之后，造成了長時間的通信故障和停電，無法輸入氣象廳的地震儀的數(shù)據(jù)，致使向氣象廳傳送數(shù)據(jù)的傳送網功能喪失，地震觀測點的備用電源沒能發(fā)揮作用，使以東北地方為中心的用于緊急地震速報的觀測數(shù)據(jù)大幅度減少，所以，造成了緊急地震速報發(fā)布遲緩等問題。

1.2 發(fā)布內容不準確的緊急地震速報

主震后，持續(xù)發(fā)生了前所未有的激烈的余震活動。還有，在余震區(qū)域以外的大范圍地區(qū)還發(fā)生了多起地震，如2011年3月12日3時59分的長野縣北部地震和3月15日22時31分的靜岡縣東部地震(最大烈度都是Ⅵ強)等。在這種狀態(tài)下，在發(fā)布緊急地震速報的處理過程中，推斷震源位置或地震規(guī)模方面出現(xiàn)了誤差(圖1)，發(fā)布了一些在觀測到的強烈晃動的區(qū)域和作為警報對象的區(qū)域內，預報的烈度和觀測到的烈度相差±2級以上的不準確的緊急地震速報。

2 氣象廳采取的對策

2.1 強化地震觀測點的機能

為了避免長時間缺失數(shù)據(jù)，我們引進了即使是電力供應中斷，也能維持工作72小時的備用電源。另外，還引進了衛(wèi)星線路，以備地上線路發(fā)生故障之需(圖2)。

圖2 強化地震觀測點的機能

2.2 修改緊急地震速報的計算程序

導致震災發(fā)生后發(fā)布的緊急地震速報信息不準確的主要原因是，緊急地震速報的計算程序在活躍的余震活動中，不能將同時發(fā)生的多個地震，分別作為各個地震，進行準確的區(qū)分處理(圖3)。像這樣幾乎同時發(fā)生多個地震時，有時計算程序就會把它作為一個地震進行處理，震源推斷便會產生誤差。

要準確區(qū)分多個地震進行處理，目前的技術和設計結構還達不到。但減少錯誤處理次數(shù)還是可以的。目前，我們對處理程序進行了以下改進。

2.2.1改變判定為一個地震的觀測點范圍

在緊急地震速報的計算程序中，以往是在距最先捕捉到地震波的觀測點半徑350 km以內的觀測點(圖4a)捕捉到的觀測數(shù)據(jù)，都認為大概屬于同一個地震。但是，為了減少把多個地震視為同一地震的頻次，從2011年3月16日起，將其范圍修改縮小為半徑150 km以內(圖4b)。

2.2.2把小地震從計算對象中排除

為了減少把多個地震作為一個地震處理的頻次，把小地震從計算對象中排除，不作為緊急地震速報(預報)的發(fā)布對象。這一修改從2011年8月11日起實施。

圖3把多個地震推斷為一個地震的圖像。(a)在A1、A2、B1、B2觀測點觀測到了地震波(〇內的數(shù)字為觀測到地震波的順序。為了便于理解，這里把4個觀測點視為同時觀測到地震波)。(b)接下來是在A3、A4和B3、B4觀測點觀測到了地震波(關于觀測到地震波的計時，與圖1相同，4個觀測點幾乎同時觀測到地震波)。(c)實際發(fā)生的地震是在兩個同心圓中心的×A、×B的地方發(fā)生的。但是，緊急地震速報的處理程序不是按A、B，而是把A1-A4、B1-B4的觀測數(shù)據(jù)作為一個地震的數(shù)據(jù)合在一起處理了，大圓的中心×C是錯誤地推斷出的震源

圖5給出了這樣修改的改進效果。

2011年4月12日，同時發(fā)生了福島縣濱通地震(M2.8，烈度Ⅰ以上沒有觀測)和千葉縣東方近海地震(M6.3，觀測到最大烈度Ⅴ弱)，將它們作為同一個地震進行處理的結果是地震規(guī)模判定過大，并在大范圍發(fā)布了緊急地震速報(警報)。通過修改，可以識別為兩個地震，對千葉縣東方近海地震發(fā)布了準確的緊急地震速報(警報)。

3 結束語

除了上述兩種對策以外，為了提高對海溝型地震等的緊急地震速報的精度，我們正在以東日本太平洋沿岸為中心的50個地方增設新的地震儀。今后還將繼續(xù)實施，以提高緊急地震速報的精度，但在地震活動激烈的狀態(tài)下，有時還不能發(fā)布準確的緊急地震速報。不過，還是希望通過發(fā)布緊急地震速報，讓人們知道發(fā)生了什么地震，以便及時采取防備行動。

圖4 判定為一個地震的觀測點范圍的變更(以新瀉廣神地震為例)

圖5 通過從處理對象中排除小地震的修改，提高緊急地震速報精度的實例

在發(fā)布緊急地震速報方面，除了當多個地震同時發(fā)生時，不能發(fā)布準確的信息外，還有以下一些技術方面的局限。

(1) 警報發(fā)布之后到強烈晃動到來之間的時間，最長也就是極短的十幾秒到幾十秒，在震源附近的地區(qū)，速報是來不及的。

(2) 由于只是利用極短時間的數(shù)據(jù)發(fā)布信息，所以估算的烈度會有±1級左右的誤差。

(3) 在使用一個觀測點數(shù)據(jù)的階段，有可能會把地震以外的晃動(雷、事故等)誤判為地震，進行識別并發(fā)布信息。

(4) 8級以上特大地震的地震斷層面的錯動破裂從開始到結束，需要幾十秒或1分鐘以上。在這種地震中還不能在短時間內推斷出震源區(qū)的范圍和震級。

氣象廳為了更好地應用緊急地震速報，正在更加努力地廣為宣傳。

譯自: 地震本部ニュース.2012年11月號: 4-5

原題： 東日本大震災後の緊急地震速報の課題と対策